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实验30 轴对称问题分析

创建时间:  2019-11-07  丁珏   浏览次数:

实验30   轴对称问题分析

一、实验课题

   柱形压力容器两端为球冠形封头(如图所示),已知 l = 2  mR = 1  mt = 0.2  mp = 1 MPa,弹性模量E = 200 GPa,泊松比m = 0.3由于结构及载荷均对称,可取四分之一计算。

二、实验要求

1  掌握轴对称单元的定义方法;

2  掌握对称面上的边界条件;

3  掌握载荷的施加方法;

4  掌握自动划分网格及控制网格疏密的方法;

5  注意输出结果 x 径向,y 为轴向,z 为周向。

三、实验步骤:

进入 ANSYS

  点击 程序】→【ANSYS5.4】→【Run Interactive Now

建立有限元模型

  1 输入标题

    (1) 点击File】→【Change Title】;

    (2) 输入标题“Axisymmetric ProblemThe Analysis of Tank”;

    (3) 点击OK】按钮。

  2 选择分析类型

    (1) 点击Main Menu】→【Preferences】;

    (2) 选择 structural 复选框,然后点击OK】按钮。

  3 确定单元类型

    (1) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Element Type】→【Add/Edit/Delete】;

    (2) 点击Add】,选择 structural solid 族中 Quad 4 node 单元,再点击OK 】;

    (3) 点击Options】钮,在 Element behavior K3 行选择 Axisymmetric

    (4) 点击OK】钮,再点击【Close】关闭对话框。

  4  定义材料性质

    (1) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Material Props】→【Constant-Isotropic】;

    (2) 点击OK】;

    (3) 输入弹性模量EX为 200E+9 以及泊松比PRXY为 0.3 ,然后点击OK】。

  5 建立几何模型

    (1) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Areas-Rectangle】→【By Dimenssion】;

    (2) 输入矩形对角点 x1 = 0.8 , y1 = 0 , x2 = 1 , y2 = 1 ,然后点击OK】;

    (3) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Areas- Circle】→【Partial Annulus】;

    (4) 在弹出的对话框内设置 wpx = 0 , wpy = 1 , rad-1 = 0.8 , theta-1 = 0 , rad-2 = 1 , theta-2 = 90 ,然后点击OK】;

    (5) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling- Operate】→【Booleans-Add】→【Areas

    (6) 拾取矩形和圆环,并点击【OK】。

  6 划分网格

    (1) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Meshing-Size Cntrls】→【Manual Size –Global-Size】;

    (2) 键入单元边长 0.2 ,然后点击【OK】;

    (3) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Meshing-Mesh】→【Areas-Free】;

    (4) 在拾取窗点击【Pick All】按钮。

求解

  1 边界处理

    (1) 点击Main Menu】→【Solution】→【Loads-Apply】→【Structural-Displacement】→【On Keypoints】;

    (2) 选中矩形下边界左、右两端点,并在拾取窗上点击【OK】;

    (3) 选择被约束的自由度为 UY

    (4) 输入被约束处的位移值 0 ,并打开Expand displacement

    (5) 点击【OK】;

    (6) 选中圆环左边界上、下两端点,并在拾取窗上点击【OK】;

   (7) 选择被约束的自由度为 UX (注意不要包含 UX 方向)

    (8) 点击【OK】,关闭对话框。

  2 定义载荷

    (1) 点击Main Menu】→【Solution】→【Loads-Apply】→【Structural- Pressure】→【On Lines】;

    (2) 选中内边界(包括一条直线和一条圆弧),并点击【OK】;

    (3) 输入节点 I 处载荷值 1000000 然后点击【OK】。

  3 求解

    (1) 点击Main Menu】→【Solution】→【Solve】→【Current LS】;

    (2) 浏览完显示的信息后,关闭文本窗口;

    (3) 点击【OK】后开始求解;

    (4) 点击【Close】。

后处理 ( Postprocessing)  

  1 绘变形图

    (1) 点击Main Menu】→【General Postproc】→【Plot Results】→【Deformed Shade】;

    (2) 选取 Del+undeformed 选项,然后点击【OK】。

  2 Von Mises 等应力线

    (1) 点击Main Menu】→【General Postproc】→【Plot Results】→【Contour plot】→【Nodel Solu】;

    (2) 选择应力族中 Von Mises 等效应力,然后点击【OK】。

  3 显示节点位移

    (1) 点击Main Menu】→【General Postproc】→【List Results】→【Nodal Solution】;

    (2) Item to be listed 框中选 DOF Solution 及其 All DOFs DOF

    (3) 点击OK】;

 

退出 ANSYS

  点击工具栏上【Quit】按钮,选择 quit - no save! 复选框,再点击【OK】。

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实验30 轴对称问题分析

创建时间:  2019-11-07  丁珏   浏览次数:   

实验30   轴对称问题分析

一、实验课题

   柱形压力容器两端为球冠形封头(如图所示),已知 l = 2  mR = 1  mt = 0.2  mp = 1 MPa,弹性模量E = 200 GPa,泊松比m = 0.3由于结构及载荷均对称,可取四分之一计算。

二、实验要求

1  掌握轴对称单元的定义方法;

2  掌握对称面上的边界条件;

3  掌握载荷的施加方法;

4  掌握自动划分网格及控制网格疏密的方法;

5  注意输出结果 x 径向,y 为轴向,z 为周向。

三、实验步骤:

进入 ANSYS

  点击 程序】→【ANSYS5.4】→【Run Interactive Now

建立有限元模型

  1 输入标题

    (1) 点击File】→【Change Title】;

    (2) 输入标题“Axisymmetric ProblemThe Analysis of Tank”;

    (3) 点击OK】按钮。

  2 选择分析类型

    (1) 点击Main Menu】→【Preferences】;

    (2) 选择 structural 复选框,然后点击OK】按钮。

  3 确定单元类型

    (1) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Element Type】→【Add/Edit/Delete】;

    (2) 点击Add】,选择 structural solid 族中 Quad 4 node 单元,再点击OK 】;

    (3) 点击Options】钮,在 Element behavior K3 行选择 Axisymmetric

    (4) 点击OK】钮,再点击【Close】关闭对话框。

  4  定义材料性质

    (1) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Material Props】→【Constant-Isotropic】;

    (2) 点击OK】;

    (3) 输入弹性模量EX为 200E+9 以及泊松比PRXY为 0.3 ,然后点击OK】。

  5 建立几何模型

    (1) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Areas-Rectangle】→【By Dimenssion】;

    (2) 输入矩形对角点 x1 = 0.8 , y1 = 0 , x2 = 1 , y2 = 1 ,然后点击OK】;

    (3) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Areas- Circle】→【Partial Annulus】;

    (4) 在弹出的对话框内设置 wpx = 0 , wpy = 1 , rad-1 = 0.8 , theta-1 = 0 , rad-2 = 1 , theta-2 = 90 ,然后点击OK】;

    (5) 点击Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling- Operate】→【Booleans-Add】→【Areas

    (6) 拾取矩形和圆环,并点击【OK】。

  6 划分网格

    (1) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Meshing-Size Cntrls】→【Manual Size –Global-Size】;

    (2) 键入单元边长 0.2 ,然后点击【OK】;

    (3) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Meshing-Mesh】→【Areas-Free】;

    (4) 在拾取窗点击【Pick All】按钮。

求解

  1 边界处理

    (1) 点击Main Menu】→【Solution】→【Loads-Apply】→【Structural-Displacement】→【On Keypoints】;

    (2) 选中矩形下边界左、右两端点,并在拾取窗上点击【OK】;

    (3) 选择被约束的自由度为 UY

    (4) 输入被约束处的位移值 0 ,并打开Expand displacement

    (5) 点击【OK】;

    (6) 选中圆环左边界上、下两端点,并在拾取窗上点击【OK】;

   (7) 选择被约束的自由度为 UX (注意不要包含 UX 方向)

    (8) 点击【OK】,关闭对话框。

  2 定义载荷

    (1) 点击Main Menu】→【Solution】→【Loads-Apply】→【Structural- Pressure】→【On Lines】;

    (2) 选中内边界(包括一条直线和一条圆弧),并点击【OK】;

    (3) 输入节点 I 处载荷值 1000000 然后点击【OK】。

  3 求解

    (1) 点击Main Menu】→【Solution】→【Solve】→【Current LS】;

    (2) 浏览完显示的信息后,关闭文本窗口;

    (3) 点击【OK】后开始求解;

    (4) 点击【Close】。

后处理 ( Postprocessing)  

  1 绘变形图

    (1) 点击Main Menu】→【General Postproc】→【Plot Results】→【Deformed Shade】;

    (2) 选取 Del+undeformed 选项,然后点击【OK】。

  2 Von Mises 等应力线

    (1) 点击Main Menu】→【General Postproc】→【Plot Results】→【Contour plot】→【Nodel Solu】;

    (2) 选择应力族中 Von Mises 等效应力,然后点击【OK】。

  3 显示节点位移

    (1) 点击Main Menu】→【General Postproc】→【List Results】→【Nodal Solution】;

    (2) Item to be listed 框中选 DOF Solution 及其 All DOFs DOF

    (3) 点击OK】;

 

退出 ANSYS

  点击工具栏上【Quit】按钮,选择 quit - no save! 复选框,再点击【OK】。


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